用于吸入的大環內酯制劑和治療支氣管內感染的方法

專利名稱：用于吸入的大環內酯制劑和治療支氣管內感染的方法
技術領域：
本發明涉及用于通過吸入傳遞新穎和改良的大環內酯制劑，例如氨基紅霉素制劑，和治療易感性急性或慢性支氣管內感染的改良方法。具體說，本發明涉及制劑，它在生理學可接受的溶液中或以干粉形式含有至少一種濃縮的大環內酯抗生素。制劑適合對肺支氣管內導氣管空間傳遞液體氣溶膠或干粉氣溶膠形式的大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素，其中氣溶膠液滴的主要部分或制劑顆粒具有1-5微米之間的質量中位空氣動力直徑。大環內酯配制和氣溶膠傳遞的有效量能有效治療和/或預防急性和慢性支氣管內感染和肺炎，特別是那些由于肺炎鏈球菌(5treptococcus pneumoniae)、流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、粘膜炎莫拉氏菌(Moraxellacatarrhalis)、肺炎軍團菌(Legionella pneumophia)、肺炎衣原體(Chlamydiapneumoniae)、和肺炎支原體(Mycoplasma pneumoniae)引起的。新穎制劑體積小，但能將有效劑量的大環內酯抗生素傳遞到感染位點。在其它方面，本發明涉及新穎和改良的大環內酯單劑制劑，以通過氣溶膠吸入傳遞。
背景技術：
肺炎鏈球菌和其它典型和不典型的病原體感染患有慢性阻塞性肺部疾病(COPD)的個體肺的支氣管內空間[S.Chodosh等，Clinical Infectious Diseases1998；27730-738]。COPD最常見的是慢性支氣管炎(CB)和肺氣腫。
慢性支氣管炎是一種肺部疾病，其特征是肺組織發炎和進行性破壞。CB病人中肺的虛弱與慢性咳嗽、每天產生的痰量增加和受損肺功能引起的慢性支氣管內感染導致產生的膿痰聚集有關。慢性支氣管炎的急性惡化(AECB)的特征通常為咳嗽增多，產生膿痰，和肺炎鏈球菌、流感嗜血菌和粘膜炎莫拉氏菌導致的臨床衰退。肺炎還可能是由于這些生物再次或作為COPD的綜合癥被感染引起的。雖然對于CB，特別是CB急性惡化治療的抗菌治療是否適當有爭論，Saint等(JAMA 1995；273957-960)證明當與不治療比較時，口腔抗菌治療提供了一些臨床益處。另外，抗菌劑的劑量對于復發時間是重要的。因此，口腔抗菌劑劑量越高，無中等感染的間隔越長(S.Chodosh等，Clinical Infectious Diseases 1998；27730-738)。
目前，口腔施用對于典型和非典型病原體有活性的大環內酯和氟喹諾酮是對于CB所選的治療方法。然而，大環內酯抗生素的口腔給藥有不良副作用。與口腔/胃腸外大環內酯抗生素治療有關的最常見的副作用是腹瀉/喪失胃口、惡心、腹痛和嘔吐(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616和H.D.Langtry，R.N.Brogden Drugs 1997；53973-1004和其中引用的文獻)。另外，假膜性結腸炎是與口腔抗生素治療，包括口腔大環內酯治療有關的嚴重副作用(S.H.Anmad等，Indian J.Pediatr.1993，60591-594)。口腔給藥后大環內酯滲入肺組織隨著劑量和組分變化(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616和H.D.Langtry，R.N.Brogden Drugs 1997；53973-1004和其中引用的文獻)。另外，大環內酯與無關藥物，例如茶堿全身性濃度的改變有關，這是因為與肝臟基于細胞色素的代謝系統的相互作用。這種藥物-藥物相互作用常常需要劑量調節或從治療方案中除去一種成分。
氨基紅霉素是14元環大環內酯，屬于抗生素的紅霉素家族，在體外與紅霉素A具有相似的抗生素譜，與紅霉素A類似，是典型和非典型肺炎的有效治療方法。氨基紅霉素具有S-構形的C-9氨基功能，代替在紅霉素A中發現的C-9羰基。氨基紅霉素的一個重要限制是它缺乏口腔吸收性，因此為了實現有用的治療濃度，開發前藥地紅霉素。氨基紅霉素的前藥是地紅霉素，其特征是在C-9氨基和C-11羥基之間具有橋聯的乙醛官能團(見

圖1)。環狀的乙醛在血漿內通過非酶性過程迅速水解(半衰期約30分鐘)。地紅霉素已顯示能成功治療CB病人中發生的惡化(M.Cazzola等，Respiratory Medicine；1998；92895-901)。氨基紅霉素的主要優點是其長半衰期(30-44小時)(R.N.Brogden，D.Peters，Drugs，1994；48599-616)。不幸的是，地紅霉素的口腔利用性在人中僅10-14％，大部分作為氨基紅霉素在糞便中高度排出(62-81％)。由于氨基紅霉素不被吸收，其前藥地紅霉素吸收很少，對于治療典型和非典型細菌導致的肺部感染全身性可得的活性藥物物質量很少。雖然該感染位點有足夠的氨基紅霉素濃度以提供療效，藥物的濃度有限。口腔劑量越高，或地紅霉素給藥越頻繁提高了作用位點的藥物濃度；然而，更容易發生不良事件，并可增加病人的辛苦和適應。
Lancet 221377-9(1981)中報道了用于治療肺部感染的使用溶膠化抗生素的最早研究之一。對于20個CF病人的受控的雙盲研究顯示，羧芐青霉素和氨基葡萄糖慶大霉素的氣溶膠給藥可改善CF病人的健康。從那時開始，文獻中分散的報道檢測了一般的氨基糖苷氣溶膠傳遞，特別是妥布拉霉素(見例如美國專利號5,580,269)。然而，這些研究的評估和比較通常較難，因為抗生素制劑、呼吸技術、噴霧器和壓縮器不同。另外，氣溶膠傳遞通常難于評估，因為制劑、氣溶膠傳遞裝置、劑量、顆粒大小、療法等不同。當例如質量中位空氣動力直徑(MMAD)大于5微米，顆粒通常沉積在上呼吸道中，降低了傳遞到下呼吸道中的感染位點的量。Arch.Dis.Child.，68788(1993)中出版的文章著重描述了標準方法的需要和對CF病人氣溶膠施用藥物的改善。
由于缺乏無添加劑和生理學上相容的制劑，特別是由于一些噴霧器不能產生小而均一的顆粒大小，目前損害了有效氣溶膠給藥。將藥物傳遞到支氣管內空間和周圍肺，感染位點所需的氣溶膠顆粒的粒徑范圍是約1-5微米。許多氣溶膠化治療劑，包括氨基糖苷的噴霧器產生大量粒徑小于1微米或大于5微米的氣溶膠顆粒。為了有效治療，大部分氣溶膠化抗生素顆粒不能具有大于5微米的MMAD。當氣溶膠含有大量MMAD大于5微米的顆粒時，較大粒徑的顆粒保藏在上呼吸道中，減少了傳遞到下呼吸道的感染位點的抗生素量。
目前三類市售噴霧器，噴射噴霧器、振動多孔板噴霧器和超聲噴霧器可產生并傳遞直徑在1-5微米之間的氣溶膠顆粒，該粒徑對于肺的細菌感染治療是優選的。因此，對于提供能在噴射、振動多孔板和超聲噴霧器中有效氣溶膠化的大環內酯制劑是非常有利的。另外，較新的氣溶膠產生技術目前是可得的，包括機械擠出和被動和供能干粉吸入器，用于傳遞干粉形式的治療劑。
可接受的制劑的另一個要求是適當的保藏期限。通常，抗生素和特定靜脈給藥的抗生素溶液含有苯酚或其它防腐劑，以維持藥效并使降解產物的產生最小化。然而，苯酚和其它防腐劑當氣溶膠化時，可誘導支氣管痙攣，一種在患有肺病，例如慢性支氣管炎的病人中不良的事件。
施用大環內酯抗生素，例如氨基紅霉素，用于吸入液體或干粉形式的氣溶膠，具有克服與前藥有關的弱口腔生物利用性，同時對肺提供不能通過口腔或靜脈內途徑實現的抗生素的有效濃度的優點。氨基紅霉素氣溶膠傳遞另一個優點是其天然對于肺組織的高親和力和血漿區室中的持久性(長血漿/組織半衰期)。高濃度氣溶膠傳遞、長血漿/組織半衰期和高肺親和力的組合將使大環內酯治療更安全，能在施用單劑氣溶膠后消除或大幅度地減少支氣管內感染。
因此，非常有利的是提供大環內酯抗生素制劑，例如氨基紅霉素，它不含防腐劑，調節到減慢或防止降解的pH水平，并對于病人耐受，提供適合商業分布、儲藏和使用的合適半衰期。
因此，本發明的一個目的是提供大環內酯抗生素，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素和甲紅霉素的濃縮制劑，它含有能通過噴霧，例如通過使用噴射、振動多孔板或超聲噴霧器或干粉吸入器有效氣溶膠化，成為氣溶膠顆粒的形式的有效濃度的大環內酯抗生素，該氣溶膠顆粒粒徑主要在1-5微米之間。
發明簡述根據本發明，現在發現，可通過吸入適合氣溶膠產生的溶液或干粉形式的抗菌有效量的大環內酯抗生素，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素施用給患者，有效和有效治療患有或有危險患有支氣管內感染，例如細菌肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原體肺炎軍團菌、肺炎衣原體，和/或肺炎支原體的感染的人和非人動物。
因此，本發明的一個方面涉及適合有效傳遞的濃縮制劑，該傳遞是通過吸入大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素，使其進入患有或有危險患細菌性肺部感染的個體支氣管內空間。
本發明的另一個方面提供了適合將大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素，有效傳遞使其進入患有細菌性感染的個體的支氣管內空間的制劑，這些細菌選自肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原體肺炎軍團菌、肺炎衣原體、和肺炎支原體。
本發明的另一個方面提供了適合將大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素，有效傳遞使其進入個體的支氣管空間，以預防或大幅降低有危險患者肺部感染的危險性的制劑，該肺部感染是由肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和/或非典型病原體肺炎軍團菌、肺炎衣原體、和肺炎支原體引起的。
本發明的另一個方面提供了液體制劑，它含有50-750mg大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素的等價物，該等價物包含在0.5-5毫升生理學上可接受的載體中，例如稀釋成1/4生理鹽水強度的鹽水，其中所述制劑具有生理學耐受的克分子滲透壓濃度、鹽度和pH，適合以濃縮形式通過氣溶膠吸入傳遞給個體。
本發明的另一個方面提供了干粉制劑，它含有25-250mg大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素的等價物，該等價物包含在生理學上可接受的干粉載體中，用于以濃縮形式通過氣溶膠吸入傳遞給個體，其中干粉制劑含有約50-90％重量的大環內酯抗生素藥物。
本發明的另一個方面提供了治療肺部感染的方法，該感染是由于易感細菌導致的，該方法是對需要所述治療的個體通過吸入施用一種氣溶膠制劑，該制劑含有抗菌有效量的大環內酯抗生素藥物，例如氨基紅霉素、紅霉素A、羅紅霉素、阿齊紅霉素或甲紅霉素，它配制成生理學上相容的溶液或干粉形式，其中氣溶膠制劑中顆粒的質量中位空氣動力直徑(MMAD)主要在1-5微米之間。
在其它方面，本發明提供了單劑制劑和裝置，適用于與高效吸入系統連接，單劑裝置含有設計成裝有并儲藏相對小體積的本發明的大環內酯抗生素制劑，并將制劑傳遞給吸入裝置，以氣溶膠形式傳遞給個體的容器。在一個方面，本發明的單劑裝置包括密封容器，例如安瓿，它含有少于約2.0ml的液體大環內酯抗生素制劑，該制劑含有在生理學上可接受的液體載體中的約50-150mg/ml大環內酯抗生素。另外，單劑裝置的容器可含有少于約1.5ml，或少于約1.0ml液體大環內酯抗生素制劑，大環內酯抗生素制劑可含有約80-180mg/ml，或約90-120mg/ml大環內酯抗生素。在另一個方面，本發明的單劑裝置含有密封容器，例如安瓿，它含有干粉大環內酯抗生素制劑，它該制劑含有在生理學上可接受的干粉載體中的約20-250mg大環內酯抗生素。本發明的密封單劑容器優選適應將大環內酯抗生素制劑傳遞到高效吸入裝置，該裝置用于氣溶膠化并使個體吸入。
附圖簡述本發明的上述方面和許多伴隨的優點將根據下列詳述聯合附圖更容易被理解，其中圖1說明氨基紅霉素和地紅霉素的化學結構；圖2代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在4℃，如實施例4所述的水溶液中的氨基紅霉素鹽酸鹽的穩定性；圖3代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在25℃，如實施例4所述的水溶液中的氨基紅霉素鹽酸鹽的穩定性；圖4代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在40℃，如實施例4所述的水溶液中的氨基紅霉素鹽酸鹽的穩定性；圖5代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如實施例4所述的水溶液中的氨基紅霉素鹽酸鹽的穩定性；圖6代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如實施例4所述的水溶液中的硫酸氨基紅霉素的穩定性；圖7代表以60、100和150mg/mL和pH5.0、6.0和7.0，在60℃，如實施例4所述的水溶液中的乙酸氨基紅霉素的穩定性；圖8說明了大鼠(n＝3)中在一劑25mg/kg靜脈給藥，或一劑30或60mg/ml溶液吸入30分鐘后，氨基紅霉素的平均血漿濃度(0.7或1.77mg/kg肺劑量)，如實施例6所述。
圖9說明了大鼠(n＝3)中在一劑25mg/kg靜脈給藥，或一劑30或60mg/ml溶液吸入30分鐘后，氨基紅霉素的平均肺部濃度(0.7或1.77mg/kg肺劑量)，如實施例6所述。
圖10說明了大鼠(n＝3)中在3天內每天吸入給藥30分鐘后，肺炎鏈球菌肺部感染模型中的氨基紅霉素效力，并與實施例7中所述的5mg/ml(0.13mg/kg)、25mg/ml(0.27mg/kg)和50mg/ml(1.3mg/kg)吸入劑量比較；和圖11說明了大鼠(n＝3)中單劑給藥30分鐘后，肺炎鏈球菌肺部感染模型中的氨基紅霉素效力，并與實施例8中所述的1mg/ml(0.03mg/kg)、5.5mg/ml(0.13mg/kg)、25mg/ml(0.27mg/kg)和50mg/ml(1.3mg/kg)吸入劑量比較。
圖12說明了單劑、30分鐘吸入施用60mg/ml硫酸溶液后，犬中的平均血漿和全肺氨基紅霉素濃度，如實施例9所述。
圖13說明了單劑、30分鐘吸入施用60mg/ml硫酸溶液后，犬中各肺葉的平均肺氨基紅霉素濃度，如實施例9所述。
優選例的詳述氨基紅霉素和地紅霉素是具有圖1所述的化學結構的大環內酯。地紅霉素，氨基紅霉素的前藥，是用于治療AECB和肺炎的廣譜大環內酯抗生素。用于本發明的大環內酯抗生素包括例如氨基紅霉素、地紅霉素(氨基紅霉素的前藥)、紅霉素A、甲紅霉素(6-O-甲基紅霉素)、阿齊紅霉素或羅紅霉素。其它更新的大環內酯，例如酮環內酯(例如ABT-773(39屆ICAAC(1999)，9月26日-29日，摘要F-2133-2141和HMR-3647(Drugs of the Future，23，591(1998)，38屆ICAAC(1998)，9月24日-27日，摘要A-49)))和醛環內酯(見J.Med.Chem.，1998，41，1651-1659和1660-1670)也可用于本發明的實施。在本發明的一個方面，本文所述的氣溶膠制劑中所用的大環內酯抗生素是氨基紅霉素或地紅霉素。氨基紅霉素和地紅霉素具有圖1所述的化學結構。
根據本發明，提供了治療需要治療的個體的方法，例如該個體患有支氣管內感染，包括對個體通過吸入抗菌有效量的大環內酯抗生素制劑給藥。本發明的該方面特別適用于配制濃縮的大環內酯，例如氨基紅霉素，適用于通過小體積、呼吸推動的高輸出速率和高效吸入的氣溶膠化，以產生1-5微米之間的大環內酯氣溶膠粒徑，這是將大環內酯有效傳遞入支氣管內空間，以治療易感性微生物感染需要的。制劑優選含有極少，但有效量的配制在小體積生理學上可接受的溶液中的大環內酯。例如，一種鹽度調節過的水溶液能夠產生被病人良好耐受，但防止次要的不良副作用，例如支氣管痙攣和咳嗽發生的大環內酯氣溶膠顆粒。例如，1/4生理鹽水溶液用于本目的。通過更有效施用本發明提供的大環內酯制劑，在足夠更短的時間內施用比常規給藥方案的體積更小的大環內酯，從而減少了給藥成本和藥物浪費，顯著增強了病人適應的可能性。
因此，根據本發明的一個方面，提供了治療需要治療的個體，例如患有易感性支氣管內感染的個體的方法，包括對個體通過吸入施用一劑噴霧化的氣溶膠制劑，該制劑含有約50-750mg大環內酯和藥物學上可接受的載體。在本發明的其它方面，在本發明的實施中施用的氣溶膠可以是液體制劑，含有約50-150mg/ml大環內酯抗生素，優選約70-130mg/ml大環內酯抗生素，更優選約90-110mg/ml大環內酯抗生素。優選對個體施用小體積的氣溶膠制劑。因此在該方面對個體施用一劑少于約2.0ml的噴霧化液態氣溶膠制劑。在另一個方面，個體施用一劑少于約1.5ml的噴霧化液態氣溶膠制劑。在另一個方面，個體施用一劑少于約1.0ml的噴霧化液態氣溶膠制劑。
在其它方面，本發明的大環內酯化合物可配制成用于氣溶膠傳遞的干粉形式。本文所用的術語“粉末”意味著一種組合物，它含有細分固態顆粒，它能夠自由流動，并能夠容易地分散在吸入裝置中，隨后由個體吸入，從而使顆粒達到肺部，滲透和沉積在周圍導氣管中。因此，本發明的粉末制劑被稱為“可呼吸的”。優選粉末平均粒徑小于10微米，具有較均勻的球形。更優選直徑小于約7.5微米，最優選小于約5.0微米。通常粒徑分布在約0.1-5微米之間，特別是約1-5微米。本發明的干粉制劑具有水分含量，使得顆粒能夠容易地分散在吸入裝置中形成氣溶膠。該水分通常是約10％重量(％w)以下的水，通常少于約5％w的水和優選少于約3％w的水。
本發明的干粉制劑通常含有治療有效量的本發明的大環內酯化合物和一種藥物學上可接受的載體。本發明的干粉制劑可含有約25-250mg的大環內酯抗生素，優選約50-200mg的大環內酯抗生素，更優選約75-150mg的大環內酯抗生素。在本發明的該方面，干粉制劑可含有約50％-90％重量的大環內酯抗生素，優選約60％-88％重量的大環內酯抗生素，和更優選約75％-85％重量的大環內酯抗生素。
合適的藥物學上可接受的載體包括可以進入病人肺部，而對于肺沒有顯著不良毒物學作用的載體包括例如穩定劑、填充劑、緩沖劑、鹽等。使用足量的藥物學上可接受的載體獲得所需的穩定性，分散性，一致性和濕脹特征，以確保對需要的個體均勻肺部傳遞組合物。藥物學上可接受的載體的實際量可以是約0.05％-99.5％w。更優選的是可使用約5％-95％w的藥物學上可接受的載體。最優選的，可使用約10％-90％的藥物學上可接受的載體。
本發明中用作載體的藥物賦形劑包括穩定劑，例如人血清清蛋白(HAS)；填充劑，例如糖類、氨基酸和多肽；pH調節劑或緩沖劑；鹽，例如氯化鈉等。這些載體可以是晶體或無定形形式，或可以是兩者的混合物。優選的填充劑包括相容的糖類、多肽、氨基酸或其組合。合適的糖類包括單糖，例如半乳糖、D-麥芽糖、山梨糖等；二糖，例如乳糖、海藻糖等；環糊精，例如2-羥丙基-β-環糊精；和多糖，例如棉子糖、麥芽糊精、葡聚糖等；醛醇，例如甘露醇、木糖醇等。一組優選的糖類包括乳糖、海藻糖、棉子糖、麥芽糊精和甘露醇。合適的多肽包括阿斯巴甜。氨基酸包括丙氨酸和甘氨酸，優選甘氨酸。可加入作為本發明干粉制劑的小成分的添加劑，使得在噴霧干燥過程中構象穩定，和改善粉末的分散性。這些添加劑包括疏水氨基酸，例如色氨酸、酪氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等。合適的pH調節劑或緩沖劑包括從有機酸和堿制備的有機鹽，例如檸檬酸鈉、抗壞血酸鈉等；優選檸檬酸鈉。
在其它方面，本發明涉及濃縮的大環內酯制劑，例如濃縮的氨基紅霉素制劑，適合通過氣溶膠化將大環內酯有效傳遞入支氣管內空間。本發明適合配制濃縮的氨基紅霉素，用于通過噴射、振動多孔板、超聲或干粉噴霧器氣溶膠化，產生粒徑為1-5微米之間的氨基紅霉素氣溶膠顆粒，它是將氨基紅霉素有效傳遞到支氣管內空間優選的，用于治療肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌和肺炎軍團菌、肺炎衣原體，和肺炎支原體感染。制劑優選含有少量，但有效量的氨基紅霉素，它配制在具有一定鹽度的相對小體積的生理可接受的溶液中，或作為干粉，調節到允許產生病人良好耐受的氨基紅霉素氣溶膠，但防止產生次要不良副作用，例如支氣管痙攣和咳嗽。
任何氣溶膠化制劑的首要要求是其安全性和效力。其它優點是低治療成本，使用的實用性，長保存期限，儲藏和噴霧器的優化。
氣溶膠制劑主要噴霧化成可傳遞到末梢和呼吸細支氣管的粒徑，其中肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌和粘膜炎莫拉氏菌，和非典型病原體肺炎軍團菌、肺炎衣原體，和肺炎支原體或其它易感性細菌存在于患有慢性支氣管炎和肺炎的病人中。肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體和肺炎支原體存在于整個導氣管，包括支氣管、細支氣管和肺薄壁組織中。然而，它們主要存在于末梢和呼吸細支氣管中。在感染惡化時，細菌還可能存在于肺泡中。因此，在一個方面，本發明提供了一種制劑，它通過整個支氣管內網絡傳遞到末梢細支氣管，最終傳遞到薄壁組織中。
配制氣溶膠化氨基紅霉素制劑，用于將氨基紅霉素有效傳遞到肺支氣管內空間。選擇特定的噴射、振動多孔板或超聲噴霧器，形成質量中位空氣動力直徑主要在1-5微米之間的氨基紅霉素氣溶膠顆粒。氨基紅霉素的配制和傳遞的量能有效治療和/或預防支氣管內感染，特別是由于細菌肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌和粘膜炎莫拉氏菌，和非典型病原體肺炎軍團菌、肺炎衣原體，和肺炎支原體導致的感染。制劑具有調節到允許產生病人良好耐受的氨基紅霉素氣溶膠的鹽度。另外，制劑具有合適的克分子滲透壓濃度。制劑具有小的可氣溶膠化的體積，能將有效劑量的氨基紅霉素傳遞給感染位點。另外，氣溶膠化的制劑不通過引起不良副作用導致導氣管功能損傷。
可用具有相對高速率氣溶膠輸出、高噴射劑量效力和限于病人實際吸氣時期的噴射，施用抗生素制劑。因此，雖然常規空氣噴射噴霧器顯示3微升/秒疾病的氣溶膠輸出速率，本發明實施中所用的吸入裝置通常顯示不小于約5微升/秒，更優選不小于約6.5微升/秒，最優選不小于約8微升/秒的氣溶膠輸出速率。另外，常規空氣-噴射噴霧器具有較低的噴射劑量效力，通常釋放約55％(或以下)的作為氣溶膠的標稱劑量，用于本發明實施的吸入裝置通常釋放至少約75％、更優選至少約80％，最優選至少約85％的負荷劑量，作為病人吸入的氣溶膠。在其它方面，常規空氣-噴射噴霧器通常在整個傳遞期內持續釋放氣溶膠化的藥物，不論病人是否在吸氣、呼氣或呼吸循環的靜止狀態，因此浪費了相當部分的負荷的藥物劑量。相反，用于本發明的優選吸入裝置是呼吸激活的，限于在病人實際吸氣的時期傳遞大環內酯制劑的氣溶膠顆粒。符合上述條件，并適用于本發明實施的代表性吸入裝置是AerodoseTM及入器，購自Aerogen，Inc.，Sunnyvale，California。AerodoseTM吸入器用壓電振動器驅動的多孔膜產生氣溶膠。氣溶膠傳遞是呼吸激活的，限于呼吸的吸氣期，即不在乎吸循環的呼氣期發生氣溶膠化。與屏氣吸入器相比，氣流通道設計允許正常吸氣-呼氣呼吸。另外，AerodoseTM吸入器是手持的獨立和容易運輸的吸入器。雖然壓電振動器氣溶膠生成器，例如AerodoseTM吸入器是目前本發明實施中優選的，可使用符合上述性能條件，并能傳遞本發明的小劑量體積，在相對較短時間內具有相對高效沉積的其它吸入器和噴霧裝置。
在本發明的其它方面，根據本發明上述的方法提供單劑制劑和裝置，對病人用吸入器施用大環內酯抗生素制劑。優選單劑裝置含有一個容器，它設計成盛有并儲藏相對小體積的本發明的大環內酯抗生素制劑，和將制劑傳遞給吸入裝置，用于對病人以氣溶膠形式傳遞。在一個方面，本發明的單劑容器含有一個塑料安瓿，其中裝有本發明的大環內酯制劑，并在無菌條件下密封。優選單劑安瓿配有擰開接頭或其它容易打開的裝置，用于打開安瓿，并將大環內酯抗生素制劑傳遞給吸入裝置。含有藥物制劑的安瓿是本領域技術人員熟知的(見例如美國專利號5,409,125、5,379,898、5,213,860、5,046,627、4,995,519、4,979,630、4,951,822、4,502,616和3,993,223，其公開內容在此引入以供參考)。本發明的單劑容器可設計成直接插入本發明的吸入裝置，用于將所含的大環內酯抗生素制劑傳遞給吸入裝置，并最終給病人。
根據本發明的該方面，提供了單劑裝置，它是一個密封的容器，其中含有少于約5.0ml，優選少于約3.0ml，和最優選少于約2.0ml的液體大環內酯抗生素制劑，它在生理上可接受的載體中含有約50-150mg/ml大環內酯抗生素，密封的容器適合將大環內酯抗生素制劑傳遞給用于氣溶膠化的吸入裝置。本發明該方面使用的合適大環內酯抗生素包括上面詳述的那些大環內酯抗生素。在目前的優選例中，在本發明的單劑裝置中使用的大環內酯抗生素是氨基紅霉素。在本發明的其它方面中，本發明的單劑裝置可含有液體大環內酯抗生素制劑，它含有約70-130mg/ml的大環內酯抗生素。在本發明的其它方面，本發明的單劑裝置可含有液體大環內酯抗生素制劑，它含有約90-110mg/ml的大環內酯抗生素。
在本發明優選的液體單劑制劑中，生理上可接受的載體可以是生理鹽水溶液，例如1/4強度的生理鹽水溶液，調節到能夠產生病人良好耐受的氨基紅霉素氣溶膠，但基本防止發生次要的不良副作用(例如支氣管痙攣和咳嗽)的鹽度。
在本發明的另一個方面，將本發明的干粉制劑置于合適的單劑容器中，其量足夠對病人提供本發明的大環內酯抗生素化合物，用于通過干粉吸入單劑治療。優選裝在合適的吸入裝置中的干粉單劑容器能夠氣溶膠化基于大環內酯的干粉組合物，通過將其分散在氣流中形成氣溶膠，然后在一個室中捕獲如此產生的氣溶膠，該室結合有接口管，它用于讓需要治療的病人隨后吸入。這種劑量容器包括任何密封本領域已知制劑的容器，例如明膠和塑料膠囊，具有可除去的部分，使得氣流(例如空氣)進入容器，以分散干粉制劑。這種容器的例子是美國專利號4,227,522、4,192,309和4,105,027中已知的那些。合適的容器還包括與Glaxo’sVentolin Rotohaler牌粉末吸入器或Fison’s Spinhaler牌粉末吸入器連接的那些。另一種提供卓越水分屏障的合適的單劑容器是用鋁箔塑料片形成的。大環內酯粉末根據重量或體積填充入可成形箔的凹陷中，用覆蓋的箔-塑料片密封。用于粉末吸入裝置的這種容器在美國專利號4,778,054中有所描述，用于Glaxo’sDiskhaler RTM(美國專利號4,627,432、4,811,731；和5,035,237)。所有這些文獻在此引入以供參考。
根據本發明的該方面，提供單劑裝置，它含有一個密封容器，其中含有干粉制劑，該制劑含有約25-250mg大環內酯抗生素，優選約50-200mg大環內酯抗生素，更優選約75-150mg大環內酯抗生素，在生理上可接受的干粉載體中，密封的容器適用于將大環內酯抗生素制劑傳遞到吸入裝置，用于氣溶膠化。在本發明的該方面，干粉制劑可含有約50％-90％重量的大環內酯抗生素，優選約60％-88％重量的大環內酯抗生素，和更優選約75％-85％重量的大環內酯抗生素。
氣溶膠氨基紅霉素制劑為了評估氨基紅霉素在水溶液中的穩定性，制備了三種抗生素的鹽形式，并置于不同的溫度、時間、濃度和pH條件下。氨基紅霉素濃度是通過HPLC法確定的。這些穩定性研究的數據如圖2-7所示，揭示了幾個重要的發現。首先，如預期的，鹽酸氨基紅霉素的穩定性與溶液的溫度成正比(見圖2-5)。第二，氨基紅霉素溶液在中性的pH7比在酸性pH5和6更穩定(圖5)。該結果與已知的pH對大環內酯抗生素降解的效果一致。主要降解途徑之一是喪失中性糖，紅霉支糖(見J.Chrom.A，812m，1998，255-286)。第三，乙酸氨基紅霉素溶液在pH6和7比對應的鹽酸和硫酸鹽在相同pH下更穩定(比較圖7與圖5和6)。
本發明的液體和干粉制劑每劑含有約50-750mg，優選約75-600mg，最優選約100-500mg大環內酯抗生素藥物，例如乙酸氨基紅霉素。這相當于最小但有效量的抑制支氣管內空間中肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體和肺炎支原體感染的氨基紅霉素。
本發明目前優選的液態氣溶膠氨基紅霉素制劑在每1mL1/4生理鹽水中含有約90-110mg硫酸氨基紅霉素。這相當于抑制AECB細菌感染的代表性和有效量的氨基紅霉素。
病人和氣溶膠產生裝置對于制劑的克分子滲透壓濃度、pH和離子強度都是敏感的。現在已發現該問題可方便的由在1/4生理鹽水，即含有0.225％氯化鈉的鹽水中配制氨基紅霉素溶液解決。1/4生理鹽水是將氨基紅霉素傳遞到支氣管內空間的合適載體。
慢性支氣管炎病人和其它患有慢性支氣管內感染的病人具有支氣管痙攣或哮喘性導氣管的高發病率。這些導氣管對于低滲和高滲氣溶膠，對于滲透性離子的濃度，特別是鹵素，例如氯，和對于酸性或堿性的氣溶膠是敏感的。刺激導氣管的作用可臨床表現為咳嗽或支氣管痙攣。這兩種情況都會阻止將氣溶膠化的氨基紅霉素有效傳遞到支氣管內空間。
每毫升1/4生理鹽水含有60-100mg氨基紅霉素的乙酸、鹽酸和硫酸氨基紅霉素制劑具有130-400mOsm/kg的克分子滲透壓濃度。這在對于慢性支氣管炎病人施用氣溶膠的安全范圍內(表1)。
表1氨基紅霉素溶液的克分子滲透壓濃度作為鹽形式、pH和濃度的函數實驗和理論結果
制劑的pH對于氣溶膠傳遞同樣重要。如先前注意到的，當氣溶膠是酸性或堿性時，它可導致支氣管痙攣和咳嗽。pH的安全范圍是相對的；一些病人將耐受適度的酸性的氣溶膠，而在其它人中將導致支氣管痙攣。在易感性個體中具有小于4.5的pH的任何氣溶膠將導致支氣管痙攣；具有4.5-5.0之間的pH的氣溶膠偶爾會導致該問題。pH在5.0-7.0之間的氣溶膠被認為是安全的。避免pH大于10.0的任何氣溶膠，因為會發生導致支氣管痙攣的刺激。氣溶膠制劑最佳pH是pH5.0-7.0。
在一個方面，本發明的液體制劑優選主要噴霧化成為顆粒，該顆粒能夠將藥物傳遞到細菌所在的末端和呼吸細支氣管和下呼吸道。為了通過氣溶膠有效將氨基紅霉素傳遞到肺支氣管內導氣管空間，必需形成質量中位空氣動力直徑在1-5微米之間的氣溶膠顆粒。用于治療和預防支氣管內感染，特別是由于細菌肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體，和肺炎支原體導致的感染的氨基紅霉素的配制和傳遞量必需有效針對支氣管內表面。傳遞的制劑劑量優選具有最小的實際氣溶膠化體積，能將有效劑量的氨基紅霉素傳遞到感染位點。優選的制劑還提供了不影響導氣管功能的條件。因此，優選制劑含有足量的藥物，在允許其有效傳遞，同時避免不良反應的條件下配制。本發明的新制劑符合這些要求。
根據本發明，氨基紅霉素配制成用于慢性支氣管炎和肺炎的病人吸入治療的劑型。由于病人遍布全世界，需要制劑能有合理的長儲藏期限。儲藏條件和制劑穩定性因而變得重要。
如上所述，溶液的pH是重要的。5.0-7.0，優選約6.0的pH對于儲藏和較長的儲藏期限是最佳的。
制劑通常儲藏在1毫升-2毫升低密度聚乙烯(LDPE)指管中。用吹-填充-密封過程無菌填充指管。用鋁箔袋密封指管。
制劑對于氧化的穩定性是另一個非常重要的條件。如果藥物在氣溶膠化前被降解，少量藥物被傳遞到肺，因此損害治療并引起了可能導致對于氨基紅霉素抗性發生的條件，因為傳遞的劑量太少。另外，氨基紅霉素降解產物可引起支氣管痙攣和咳嗽。為了防止氨基紅霉素的氧化降解和提供可接受的穩定性，通過將LDPE指管包裝在氧保護性包裝(包括鋁箔袋，每袋6支)中，產生具有低氧含量的產物。在指管裝填前，混合罐中的溶液通氮氣，環形袋頭部消除氮氣。以該方法，防止氨基紅霉素的水解和氧化。
II.氣溶膠化裝置用于本發明實踐的氣溶膠化裝置，例如噴射、振動多孔板或超聲噴霧器通常能夠將本發明的制劑噴霧形成氣溶膠顆粒，其主要是1-5微米大小。在該申請中主要是指至少70％，但優選90％以上的所有產生的氣溶膠顆粒在1-5微米范圍內。
可產生和傳遞1-5微米之間粒徑的顆粒，對于治療肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體、和肺炎支原體感染最佳的噴霧器，例如噴射、超聲、振動多孔板和充能干粉吸入器，目前可購得，或用已知方法和材料產生。噴射噴霧器的運作是通過空氣壓力將溶液打碎成氣溶膠液滴。振動多孔板噴霧器的運作是通過使用迅速振動的多孔板產生的超聲真空，以將溶劑液滴擠過多孔板。超聲噴霧器的運作是通過壓電晶體，它將液體剪切成小氣溶膠液滴。然而，僅一些氨基紅霉素的制劑可有效被這三種噴霧器噴霧，因為這些裝置對于制劑的pH和離子強度是敏感的。
雖然可使用各種裝置，僅有限數量的噴霧器適用于本發明。用于本發明的優選噴霧器包括例如AeroNebTM和AeroDoseTM振動多孔板噴霧器(AeroGen，Inc.，Sunnyvale，California)，Sidestream噴霧器(Medic-Aid Ltd.，West Sussex，England)，Pari LC Plus和Pari LC Star噴射噴霧器(Pari RespiratoryEquipment，Inc.，Richmond，Virginia)和AerosonicTM(DeVilbiss MedizinischeProdukte(Deutschland)GmbH，Heiden，Germany)和UltraAire(OmronHealthcare，Inc.，Vernon Hills，Illinois)超聲噴霧器。
III.氣溶膠藥物動力學通過IV和吸入途徑對大鼠施用氨基紅霉素溶液，測量血漿和肺中的藥物濃度。這些研究的數據如圖8和9所示。對于吸入傳遞途徑選擇兩種劑量水平，1.7和0.7mg/kg，與單靜脈劑量(25mg/kg)比較。
IV(25mg/kg)、吸入(1.7mg/kg)和(0.7mg/kg)的肺中氨基紅霉素的劑量標定AUC分別是24.21、1067.84和848.34μg·h/g。因此，通過吸入途徑直接對肺傳遞氨基紅霉素，達到的肺藥物水平在微克水平上比靜脈途徑給藥高約40倍。因此，通過吸入抗生素治療應比口腔或IV途徑治療更有效。
IV.氣溶膠效力氨基紅霉素靜脈和氣溶膠給藥都非常有效。在測試的最低劑量(每天10mg/kg)靜脈內施用氨基紅霉素使得肺炎鏈球菌的肺負擔下降到可檢測極限以下(10CFU/每克肺)，如實施例7所示。氣溶膠也是非常有效的(見圖10)，用5mg/ml(計算劑量每天0.13mg/kg)氣溶膠溶液肺炎鏈球菌僅有可檢測的回收。另外，當以大于每天所需的劑量的濃度施用3天時，氨基紅霉素非常有效。0.13mg/kg的單劑量(CFU/克減少不超過2個數量級)比0.13mg/kg(5個數量級的下降)連續施用3天效果稍差。然而，單劑0.67mg/kg實現從肺組織中幾乎完全清除該微生物，與多劑效果相似，表明在該濃度，第二和三劑幾乎沒有額外的價值(見圖11)。
氣溶膠化氨基紅霉素的藥物動力學評估提示，其有效數據表明，與多劑每天IV、口腔或氣溶膠劑量相當的肺濃度可通過單劑氣溶膠實現，單劑應比三日劑量的類似效果所需的劑量大約3-5倍。
實用性本發明實用性的一個方面是可使用小體積高濃度的大環內酯抗生素，例如氨基紅霉素制劑和合適的噴霧器，將有效劑量的氨基紅霉素傳遞給患有慢性支氣管炎、支氣管擴張癥和肺炎的人的支氣管內空間，這些疾病是由于大環內酯易感性細菌或其它感染導致的。制劑安全而且成本非常低廉。另外，制劑可保藏在氮氣環境中，控制pH以耐受，以提供商業分布合適的儲藏期限。
實施例1制備氨基紅霉素鹽的一般方法乙酸氨基紅霉素的合成在冰浴中冷卻的10.0g(13.6mmol)氨基紅霉素的100mL MeOH溶液中滴加1.56mL(27.2mmol，2.0當量)冰醋酸。溶液經30分鐘溫至環境溫度，然后減壓除去溶劑。加入Et2O(50ml)濃縮漿液。重復得到11.52g(96.9％)白色粉末狀乙酸氨基紅霉素一水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1560，1406，1168，1080，1055，1012；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ0.89(t，3H，J＝7.2Hz)，1.06-1.32(m，27H)，1.35-1.47(m，4H)，1.52-1.66(m，3H)，1.85-2.02(m，8H)，2.03-2.26(m，2H)，2.45-2.49(m，1H)，2.66-2.77(m，5H)，2.91-3.09(m，3H)，3.21-3.40(m，6H)，3.58(d，1H，J＝7.0Hz)，3.67(s，1H)，3.78-3.83(m，2H)，4.10-4.13(m，1H)，4.59(d，1H，J＝7.0Hz)，4.88-5.0 1(m，12H)；MS m/z 735.6(M-2AcOH-2H2O)；KF 2.33％H2O。
C41H80ON2O17的分析計算值C，56.40；H，9.24；N，3.21。實測值C，56.38；H，9.21；N，3.16。
實施例2硫酸氨基紅霉素的合成在冰浴中冷卻的10.0g(13.6mmol)氨基紅霉素的100mL MeOH溶液中滴加0.73mL(13.6mmol，1.0當量)濃硫酸。溶液經30分鐘溫至環境溫度，然后減壓除去溶劑。加入Et2O(50ml)濃縮漿液。重復得到11.13g(96.1％)白色粉末狀硫酸氨基紅霉素一水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1384，1168，1122，1078，1012；1HMR(400MHz，CD3OD)δ0.89(t，3H，J＝7.2Hz)，1.08-1.32(m，27H)，1.45-1.63(m，7H)，1.89-2.04(m，2H)，2.23-2.31(m，2H)，2.44-2.47(m，1H)，2.84-2.89(m，5H)，2.99-3.07(m，3H)，3.30-3.49(m，6H)，3.58(d，1H，J＝7.0Hz)，3.69(s，1H)，3.78-3.86(m，2H)，4.09-4.11(m，1H)，4.60(d，1H，J＝6.8Hz)，4.87-4.99(m，12H)；MS m/z 735.7(M+-H2SO4-2H2O)；KF 2.93％H2O。
C37H74N2O16S的分析計算值C，52.22；H，8.76；N，3.29。實測值C，52.55；H，8.91；N，3.27。
實施例3鹽酸氨基紅霉素的合成在冰浴中冷卻的10.0g(13.6mmol)氨基紅霉素的100mL MeOH溶液中滴加2.34mL(27.2mmol，2.0當量)37％鹽酸。溶液經30分鐘溫至環境溫度，然后減壓除去溶劑。加入Et2O(50ml)濃縮漿液。重復得到11.24g(97.9％)白色粉末狀鹽酸氨基紅霉素二水合物；IR(KBr，cm-1)1718，1466，1383，1170，1078，1055，1011；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ0.87-0.91(m，3H)，1.10-1.31(m，27H)，1.43-1.65(m，7H)，1.89-2.01(m，2H)，2.25-2.27(m，2H)，2.45-2.48(m，1H)，2.82-3.10(m，8H)，3.34-3.42(m，8H)，3.57-3.58(m，1H)，3.67(s，1H)，3.80-3.82(m，2H)，4.08-4.11(m，1H)，4.61-5.00(m，13H)；MS m/z 735.6(M+-2HCl-2H2O)；KF4.38％H2O。
C37H76Cl2N2O12的分析計算值C，52.65；H，9.08；N，3.32。實測值C，52.21；H，9.18；N，3.20。
實施例4氨基紅霉素鹽的水相制劑和穩定性溶液制備將氨基紅霉素(9.0g，12.2mM)游離堿加入配衡的100mL Erlenmeyer燒瓶。在燒瓶中加入去離子水(25mL)，用磁性攪拌器攪拌。逐漸加入1N硫酸(24.5ml，2當量)并一邊攪拌。當溶液澄清時，從攪拌板中回收并重新稱重。滴加去離子水，獲得最終溶液重量62.9g。溶液分成3個20ml部分，通過滴加1N氫氧化鈉或硫酸，一邊用pH計監測，將pH調節到所需值(5.0、6.0或7.0)。通過調節氨基紅霉素的重量(6.0g和3.6g)以及1N硫酸的體積(16.3和9.8ml)，用上述方法制備100mg/mL和60mg/mL的溶液。如上所述制備150、100和60mg/ml的氨基紅霉素的乙酸和鹽酸鹽溶液，除了加入1N乙酸和1N鹽酸(2當量)，以制備鹽并調節pH。
各濃度和各pH下的各鹽形式等份儲藏在4、40和60℃和環境溫度下。
穩定性測定所有溶液在制備后立即(t＝0)和24小時、48小時、8天、15天和22天分析，除了在8天時基本降解的樣品省略以后的實驗。
冷凍和加熱的樣品在樣品制備前至少一小時平衡到環境溫度。所有樣品的最終稀釋體積是10ml。所有樣品的稀釋物包括pH6.5的50mM磷酸緩沖液和乙腈80∶20(v/v)的混合物。
將適量樣品(40微升對于150mg/ml溶液，50微升對于100mg/ml，100微升對于60mg/ml)轉移到20ml閃爍指管中。在指管中加入10ml稀釋劑并充分混合。
標準制備一式兩份制備標準，并最多使用3天。將氨基紅霉素的游離堿(30mg)轉移給配衡的50ml體積的燒瓶，記錄確切重量。加入樣品稀釋物并簡單超聲溶解。冷卻標準并用稀釋劑稀釋到一定體積。
樣品和標準分析用反相高效液相層析分析樣品和標準。用250×4.6mmPhenomenex Luna CN柱(5微米粒徑)用于進行分離。所有分析在Agilent Technologies HP1100層析系統上進行，獲得數據并用Agilent Technologies ChemStation數據系統儲存。分析物參數如下表2中所述。
表2
實施例5氨基紅霉素鹽溶液的克分子滲透壓濃度在各10ml體積燒瓶中稱取三份鹽酸氨基紅霉素(0.6g、1.0g和1.5g)。在各燒瓶中加入Easypure UV水(8ml)，并超聲直到完全溶解，然后稀釋到一定體積。用硫酸和乙酸氨基紅霉素重復該過程。測定各溶液的pH和克分子滲透壓濃度，并將測定的克分子滲透壓濃度與理論值比較。
實施例4中制備的鹽(4℃)平衡到室溫，測定克分子滲透壓濃度。表3顯示了結果。
表3氨基紅霉素鹽克分子滲透壓濃度研究鹽酸氨基紅霉素批號TEM-702-171二水合物，分子量＝843.91g/m
硫酸氨基紅霉素批號TEM-702-169一水合物，分子量＝883.14g/m
乙酸氨基紅霉素批號TEM-702-167一水合物，分子量＝873.08g/m
(((重量(g)/分子量wt)×物質數)/0.01L)×(1000mOsm/10sm)＝XmOsm實施例6對大鼠氣溶膠傳遞氨基紅霉素氣溶膠藥物動力學的特征IV藥物動力學氨基紅霉素(250mg)被溶于5ml雙蒸水中，加入12ml濃硫酸。在溶液中逐漸加入稀硫酸(1∶10v/v)以完全溶解藥物。逐漸加入稀釋的硫酸溶液，使溶液pH達到6.8-7.2。通過加入雙蒸水，溶液總體積達到8ml。將200微升硫酸氨基紅霉素的溶液(25mg/kg)通過尾末端靜脈靜脈給藥，傳遞給雄性Sprague-Dawley大鼠(Simonsen Laboratories，1180C Day Road，Gilroy，CA 95020)。用1-4％異氟醚麻醉動物，并在給藥后0.083、0.25、0.5、1、2、4、6、8和24小時從3只大鼠收集肺和血樣。通過用肝素作為抗凝血劑，用心臟穿刺收集血液樣品。在收集血樣后手術取出肺，除去支氣管和氣管，丟棄。剩余的肺組織如下處理。將肺和血液樣品立即置于冰上，在收集后立即離心血樣收集血樣樣品。將肺和血漿樣品儲藏在-80℃直到測試。
用有效的LC-MS法測定血漿和肺(每克肺組織)中的氨基紅霉素濃度。在提取前用竹桃霉素(內標，1微克/毫升)脈沖(spike)血漿樣品(100微克)。用3.3％三氯乙酸(TCA)去除血漿樣品(100微升)中的蛋白質。離心樣品(10,000rpm，10分鐘)，將上清液轉移到HPLC兩段式濾器(centrifilter)，兩段式過濾(10,000rpm，10min)。流動相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速為0.5ml/min3分鐘，然后流速為0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈3分鐘。不銹鋼分析柱(ZorbaxSB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保護柱)用作靜止相。柱溫度為50℃。用HP 1100 LC/MSD API-電噴系統進行氨基紅霉素的定量。數據獲得定為選擇性離子監測模式。方法在0.01-50微克/毫升的濃度范圍內是線性的(r＞0.9990)。絕對回收是95.0±2.19％。
用雙蒸水勻化肺樣品。在樣品中加入竹桃霉素作為內標。用0.9M TCA去除勻化物中的蛋白。樣品在10,000rpm離心10分鐘，將上清液轉移到HPLC兩段式濾器(centrifilter)，兩段式過濾(10,000rpm，10min)。流動相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速為0.5ml/min3分鐘，然后流速為0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分鐘。不銹鋼分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保護柱)用作靜止相。柱溫度為50℃。用HP1100 LC/MSD API-電噴系統進行氨基紅霉素的定量。數據獲得定為選擇性離子監測模式。方法在0.01-200微克/克的濃度范圍內是線性的(r＞0.9990)。提取效率是93.8±2.54％。
根據統計矩理論，使用WinNonlinTMProfessional Version 2.0軟件(Pharsight Corporation)估計藥物動力學參數、曲線下面積和平均駐留時間。未估計但觀察到峰濃度(Cmax)。
吸入藥物動力學對于60mg/ml溶液，在50毫升體積燒瓶的43ml雙蒸水和4.27ml(4.27mmol)1M硫酸中加入3.191g(4.08mmol)氨基紅霉素(94％純度)。然后通過加入額外的53微升(0.053mmol)1M硫酸，將溶液調節到pH6.5。將體積用雙蒸水調節到50ml。在1/2生理鹽水中稀釋60mg/ml溶液，制備30mg/ml溶液。得到的溶液的克分子滲透壓濃度如AdvancedTMMicro-Osmometer3300型(AdvancedInstruments，Inc.，Norwood Mass.)測定的為148mOsm。
在32-孔嚙齒類僅鼻接觸系統(Battelle，Richland，WA)中，大鼠通過吸入接觸30或60mg/ml硫酸氨基紅霉素溶液30分鐘。Battle系統僅鼻嚙齒類接觸系統基于Cannon Flow-Past僅鼻系統(A.m.Ind Hyg Assoc J 1983 Dec；44(12)923-8)，由4個可層疊的不銹鋼層構成，總共有32個孔。系統包括輸入和輸出氣流監測和控制，用Battelle提供的NORES1.1.4版軟件收集氣溶膠數據。用PARI LC STARTM噴霧器氣溶膠化氨基紅霉素溶液。通過在開始接觸后10和20分鐘取得的濾器樣品的比重分析，測定平均氣溶膠濃度。對于30和60mg/ml溶液，平均氣溶膠濃度分別為0.54±0.06和1.36±0.30mg/L。
從3只大鼠在如上所述給藥后0.083、0.25、0.5、1、2。4、8和24小時收集肺和血液樣品。吸入研究的樣品收集和處理過程與靜脈內研究相同。
吸入研究的生物分析方法與靜脈內研究相同。肺中計算的沉淀劑量(肺劑量)在吸入30或60mg/ml氨基紅霉素溶液30分鐘后分別是約0.70或1.77mg/kg。肺中的肺劑量計算如下LDD＝MAC×MV×DE×FLD÷MBW其中LDD＝肺沉積劑量，MAC＝平均氣溶膠濃度＝對于30和60mg/ml溶液，分別是0.54和1.36mg/L。
MV＝分鐘體積＝0.1L/minDE＝接觸持續時間＝30分鐘FLD＝肺沉積的分數＝0.1MBW＝平均體重＝0.23kg靜脈內和吸入施用氨基紅霉素后肺中的藥物動力學參數如表4總結的表4大鼠中一次靜脈或兩次吸入給藥后肺中氨基紅霉素的藥物動力學參數(N＝3)。
1.給藥后0-24小時估計的曲線下面積。
2.劑量標定到1mg/kg的曲線下面積。
3.給藥后0-24小時估計的平均殘留時間。
n.e.未估計。
實施例7氨基紅霉素在肺炎鏈球菌感染的大鼠肺模型中的氣溶膠和IV效力方法氣管內施用用瓊脂糖珠制備的50-100微升肺炎鏈球菌A66(菌株#PG04716)，感染雄性Sprague-Dawley大鼠。通過將PG04716的肉湯培養物懸浮在融化的瓊脂糖中，制備接種物，將瓊脂糖懸液懸浮在無菌礦物油中，一邊混合，產生含有細菌的小瓊脂糖珠。離心回收珠，重懸浮在無菌鹽水中，并通過氣管切口直接注射到肺中施給動物。
在無菌鹽水中制備氨基紅霉素溶液。通過在尾靜脈中靜脈內注射或通過氣溶膠接觸施用抗生素。用In-Tox Aerosol Exposure System(04-1100型)通過僅鼻接觸實現氣溶膠接觸。該系統是設計成接觸被關在塑料管中的嚙齒類的密封氣溶膠傳遞系統，它在一端向系統開放(鼻孔)，另一端密封以維持系統完整性。Pari LCStarTM空氣-噴射噴霧器以約6.5升/分鐘的氣流產生氣溶膠。真空定為9升/分鐘，使用更稀的空氣通過系統的總氣流是7.5升/分鐘。
治療在感染后24小時開始，每天進行一次，進行3天。氣溶膠每天施用30分鐘。在感染后第4天和最后一次給藥后12個小時，殺死動物，手術除下肺。除下以后，勻漿肺，稀釋并在血液瓊脂糖上定量鋪板。平板保存24小時并計算肺炎鏈球菌菌落，以確定細菌負荷。結果如表5所示表5氨基紅霉素對肺炎鏈球菌在大鼠肺炎模型中的效力
*BQL＝在定量極限以下實施例8氨基紅霉素的一劑處理后，肺炎鏈球菌感染的大鼠肺模型中氨基紅霉素的氣溶膠效力如實施例7所述感染雄性Sprague-Dawley大鼠并接觸氣溶膠治療。單劑治療在感染后24小時開始，以指定的劑量施用氣溶膠30分鐘。不進行其它治療，觀察動物直到手術。在感染后第4天(給藥后第3天)，殺死動物并手術取下它們的肺。取下后，勻漿肺，稀釋并在血液瓊脂糖上定量鋪板。平板保存24小時并計算肺炎鏈球菌菌落，以確定細菌負荷。單劑給藥后的結果如圖11所示，進一步的結果如表6所示表6氨基紅霉素對肺炎鏈球菌在大鼠肺炎模型中的效力
BQL＝在定量極限以下實施例9對犬氣溶膠傳遞氨基紅霉素氣溶膠藥物動力學的特征吸入藥物動力學對于60mg/ml溶液，在50毫升體積燒瓶的43ml雙蒸水和4.27ml(4.27mmol)1M硫酸中加入3.191g(4.08mmol)氨基紅霉素(94％純度)。然后將溶液調節到pH6.5，加入額外的53微升(0.053mmol)1M硫酸。將體積用雙蒸水調節到50ml。在吸入面罩接觸系統(Inveresk Research，Scotland UK)中，犬接觸60mg/ml硫酸氨基紅霉素溶液一次30分鐘。
從犬飼養區中的欄中取出狗，將其轉移到給藥實驗室中。在給藥過程中讓動物飼養員或吊帶/挽具系統固定狗。用與在開始給藥前確定合適特征的噴霧器連接的密封的面具進行吸入給藥。給藥裝置包括一個面具和接口管，接口管與可彎曲的導管連接，該導管與噴霧器裝置相連。接口管位于動物口內，在舌頂部，面具用橡膠套密封在犬口鼻部周圍。面具的排出閥與抽提系統連接。當給藥裝置完全裝配并固定在犬上后，通過氣溶膠沿可彎曲管道移動到犬顯示吸氣。
在給藥后2、24、48、72、96和120小時從兩只犬收集肺樣品。手術取下肺，分離各肺葉(右尾葉、左尾葉、右顱葉、左顱葉、右中葉和輔葉)用于分析。在2、24、48、72、96和120小時后從所有存活的動物收集血漿樣品。
用LC-MS方法測定血漿和肺(每克肺組織)中的氨基紅霉素濃度。在提取前用竹桃霉素(內標，1微克/毫升)脈沖(spike)血漿樣品(100微克)。用3.3％三氯乙酸(TCA)去除血漿樣品(100微升)中的蛋白質。離心樣品(10,000rpm，10分鐘)，將上清液轉移到HPLC兩段式濾器(centrifilter)，兩段式過濾(10,000rpm，10min)。流動相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速為0.5ml/min3分鐘，然后流速為0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分鐘。不銹鋼分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保護柱)用作靜止相。柱溫度為50℃。用HP 1100 LC/MSD API-電噴系統進行氨基紅霉素的定量。數據獲得定為選擇性離子監測模式。方法在0.01-50微克/毫升的濃度范圍內是線性的(r＞0.9990)。絕對回收大于90％。
用雙蒸水勻化肺樣品。在樣品中加入竹桃霉素作為內標。用0.9M TCA去除勻化物中的蛋白。樣品在10,000rpm離心10分鐘，將上清液轉移到HPLC兩段式濾器(centrifilter)，兩段式過濾(10,000rpm，10min)。流動相含有0.1％乙酸-乙腈(70∶30，v/v，pH＝3.2)溶液，流速為0.5ml/min3分鐘，然后流速為0.8ml/min的0.1％乙酸-乙腈(60∶40，v/v)3分鐘。不銹鋼分析柱(Zorbax SB-C18，2.1mm ID×150.0mm，5微米，Phenomenex芯式保護柱)用作靜止相。柱溫度為50℃。用HP1100 LC/MSD API-電噴系統進行氨基紅霉素的定量。數據獲得定為選擇性離子監測模式。方法對于肺在2-100微克/克的濃度范圍內是線性的(r＞0.99)。提取效率大于90％。
根據統計矩理論，使用WinNonlinTMProfessional Version 3.1軟件(Pharsight Corporation)估計藥物動力學參數、曲線下面積(AUC)和平均駐留時間(MRT)以及半衰期(T1/2)。未估計但觀察到峰濃度(Cmax)。
在犬中施用氨基紅霉素后肺和血漿中的藥物動力學參數如表7和圖13和14所示。
表7犬中30分鐘吸入施用60mg/ml溶液后肺中和血漿中氨基紅霉素的藥物動力學參數(N＝2)。
1.平均保留時間n.e.未估計。
實施例10氨基紅霉素的液體氣溶膠傳遞根據上述實施例的一般方法，制備硫酸氨基紅霉素(100mg/ml)在1/4生理鹽水(pH7.0)中的溶液。在少于10分鐘內對患有慢性支氣管炎(AECB)的急性惡化的病人，使用AeroGen AerodoseTM吸入器通過氣溶膠吸入施用1.0ml劑量的溶液。觀察到與AECB有關的細菌的減少和AECB的癥狀的減輕。
實施例10氨基紅霉素的干粉氣溶膠傳遞制備硫酸氨基紅霉素(100mg)的干粉制劑和干粉載體(乳糖的相等部分，2-羥丙基-β-環葡聚糖，甘露醇和阿斯巴甜，總重量25mg)。在小于2分鐘內對患有慢性支氣管炎(AECB)的急性惡化的病人，使用Glaxo Ventolin RotohaleTM吸入器通過氣溶膠吸入施用制劑。觀察到與AECB有關的細菌的減少和AECB的癥狀的減輕。
雖然說明并描述的本發明的優選例，應理解本文中的各種改變不違背本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于抑制患有支氣管內感染的個體支氣管內空間中易感性細菌的氣溶膠制劑，其特征在于，所述制劑含有約50-750mg大環內酯抗生素和藥物學上可接受的載體，該制劑可以氣溶膠形式用能產生質量中位空氣動力直徑在1-5微米之間的氣溶膠顆粒的噴射噴霧器、超聲噴霧器、振動多孔板噴霧器或干粉吸入器給藥。
2.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述大環內酯抗生素選自氨基紅霉素、地紅霉素、紅霉素A、甲紅霉素、阿齊紅霉素和羅紅霉素。
3.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述大環內酯抗生素是氨基紅霉素。
4.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述制劑具有5.0-7.0的pH。
5.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是噴射噴霧器。
6.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是超聲噴霧器。
7.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是多孔板噴霧器。
8.如權利要求1所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述易感性細菌選自肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體、和肺炎支原體。
9.如權利要求8所述的氣溶膠制劑，其特征在于，pH是6.0。
10.如權利要求9所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是噴射噴霧器。
11.如權利要求9所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是超聲噴霧器。
12.如權利要求9所述的氣溶膠制劑，其特征在于，所述噴霧器是多孔板噴霧器。
13.一種治療易感性細菌支氣管內感染的方法，其特征在于，該方法是對需要這種治療的個體施用吸入的氣溶膠制劑，所述制劑含有約50-750mg大環內酯抗生素和藥物學上可接受的載體，該制劑可以氣溶膠形式用能產生質量中位空氣動力直徑在1-5微米之間的氣溶膠顆粒的噴射噴霧器、超聲噴霧器、振動多孔板噴霧器或干粉吸入器給藥。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述大環內酯抗生素選自氨基紅霉素、地紅霉素、紅霉素A、甲紅霉素、阿齊紅霉素和羅紅霉素。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述大環內酯抗生素是氨基紅霉素。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述制劑具有5.0-7.0的pH。
17.如權利要求13所述的方法，其特征在于，用于氣溶膠制劑給藥的所述噴霧器是噴射噴霧器。
18.如權利要求13所述的方法，其特征在于，用于氣溶膠制劑給藥的所述噴霧器是超聲噴霧器。
19.如權利要求13所述的方法，其特征在于，用于氣溶膠制劑給藥的所述噴霧器是振動多孔板噴霧器。
20.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述易感性細菌選自肺炎鏈球菌、流感嗜血菌、金黃色葡萄球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎軍團菌、肺炎衣原體、和肺炎支原體。
21.如權利要求13所述的方法，其特征在于，對個體在少于約10分鐘內施用含有約50-150mg/ml大環內酯抗生素的少于約2.0ml噴霧化的液體氣溶膠制劑的劑量。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述劑量含有少于約1.5ml噴霧化的氣溶膠制劑。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述劑量含有少于約1.0ml噴霧化的氣溶膠制劑。
24.如權利要求20所述的方法，其特征在于，氣溶膠制劑含有約70-130mg/ml大環內酯抗生素。
25.一種單劑裝置，其特征在于，該裝置包括一個容器，所述容器含有少于約2.0ml的大環內酯抗生素制劑，所述制劑在液態生理上可接受的載體中含有約50-150mg/ml大環內酯抗生素。
26.如權利要求25所述的單劑裝置，其特征在于，所述單劑裝置含有少于約1.5ml大環內酯抗生素制劑。
27.如權利要求25所述的單劑裝置，其特征在于，所述單劑裝置含有少于約1.0ml大環內酯抗生素制劑。
28.如權利要求25所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素制劑含有約70-130mg/ml大環內酯抗生素。
29.如權利要求25所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素制劑含有約90-110mg/ml大環內酯抗生素。
30.如權利要求25所述的單劑制劑，其特征在于，所述大環內酯抗生素選自氨基紅霉素、地紅霉素、紅霉素A、甲紅霉素、阿齊紅霉素和羅紅霉素。
31.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述大環內酯抗生素是氨基紅霉素。
32.如權利要求25所述的單劑裝置，其特征在于，所述裝置含有少于約2.0ml大環內酯抗生素制劑，所述制劑含有約20-200mg/ml氨基紅霉素。
33.一種單劑裝置，其特征在于，該裝置包括一個容器，所述容器含有大環內酯抗生素制劑，所述制劑在干粉生理學上可接受的載體中含有約25-250mg大環內酯抗生素。
34.如權利要求33所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素制劑含有約50-200mg大環內酯抗生素。
35.如權利要求33所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素制劑含有約75-150mg大環內酯抗生素。
36.如權利要求33所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素選自氨基紅霉素、地紅霉素、紅霉素A、甲紅霉素、阿齊紅霉素和羅紅霉素。
37.如權利要求33所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素是氨基紅霉素。
38.如權利要求33所述的單劑裝置，其特征在于，所述大環內酯抗生素制劑含有約50％-90％重量的大環內酯抗生素。
全文摘要
描述了用于通過氣溶膠傳遞的大環內酯制劑，例如氨基紅霉素制劑。濃縮的氨基紅霉素制劑含有治療易感性細菌導致的感染的有效量的氨基紅霉素。還描述了具有容器的單劑裝置，該容器中含有在生理可接受的載體內的大環內酯抗生素的制劑。還描述了治療肺部感染的方法，該方法是通過作為質量中位空氣動力直徑為1－5微米的氣溶膠傳遞的制劑。
文檔編號A61KGK1471401SQ01814121
公開日2004年1月28日 申請日期2001年7月10日 優先權日2000年7月10日
發明者W·R·貝克, P·B·查洛納, R·M·肖爾, K·K·許, D·M·里克曼, W R 貝克, 查洛納, 肖爾, 許, 里克曼 申請人:希龍公司